JP2002534935A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
局と従局、及び上記システムを実施する方法に係る。本発明は、汎用移動通信シ
ステム(UMTS)を特に参照したシステムを説明するが、説明される技術は他
の可動式無線システムにも同様に使用されて適用可能であることが理解されるべ
きである。
の基本的な通信の種類が必要となる。第1は、スピーチやパケットデータのよう
なユーザトラフィックである。第2は、BSとMSが、必要なユーザトラフィッ
クを交換することを可能にする送信チャネルの様々なパラメータを設定及びモニ
タするために必要な制御情報である。
ることである。MSからBSに送信される信号の電力制御は、BSが異なるMS
からの信号を略同じ電力レベルで受信する一方で、各MSによって要求される送
信電力を最小化させるために必要となる。他のセルと無線システムとの干渉を減
少させるために、BSからMSに送信される信号の電力制御は、MSがBSから
の信号を低い誤り率で受信する一方で、送信電力を最小化させるために必要とな
る。双方向無線システムにおいて、電力制御は、閉ループで通常動作され、MS
はBSからの送信電力における要求された変化を決定し、これらの変化をBSに
シグナルする、若しくは、その逆を行う。
例は、汎欧州ディジタル移動電話方式(GSM)であり、この移動方式では、B
S送信器及びMS送信器夫々の送信電力は、2dBのステップで制御される。同
様にして、スペクトラム拡散符号分割多重アクセス方式(CDMA)技法を使用
するシステムにおける電力制御の実施は、米国出願第5056109号に開示さ
れる。
ループが電力レベルを充分に収束するのに時間が掛かるといった問題がある。こ
のような電力レベルへの収束が実現されるまで、データ送信は、データ送信の電
力レベルが低すぎる場合には損なわれた状態で受信し得、電力レベルが高すぎる
場合には余分の干渉を発生し得る。
ャネルが設けられ、このチャネルには制御情報を送信するアップリンク及びダウ
ンリンク制御チャネル、並びに、データを送信するデータチャネルが含まれる無
線通信システムが提供され、この無線通信システムには、制御チャネル及びデー
タチャネルの電力を様々な大きさの一連のステップにおいて調整する電力制御手
段が設けられ、電力制御ステップの大きさは初期に大きく、電力がその目標値に
近付くと減少される。
には、制御情報を送信するアップリンク及びダウンリンク制御チャネル、並びに
、データを送信するデータチャネルが含まれる無線通信システムで使用される主
局を提供し、制御チャネル及びデータチャネルの電力を様々な大きさの一連のス
テップにおいて調整する電力制御手段が設けられ、電力制御ステップの大きさは
初期に大きく、電力がその目標値に近付くと減少される。
には制御情報を送信するアップリンク及びダウンリンク制御チャネル、並びに、
データを送信するデータチャネルが含まれる無線通信システムで使用される従局
が提供され、制御チャネル及びデータチャネルの電力を様々な大きさの一連のス
テップにおいて調整する電力制御手段が設けられ、電力制御ステップの大きさは
初期に大きく、電力がその目標値に近付くと減少される。
チャネルが設けられ、この通信チャネルには制御情報を送信するアップリンク及
びダウンリンク制御チャネル、並びに、データパケットを送信するデータチャネ
ルが含まれ、少なくとも一つの主局及び従局は、制御チャネル及びデータチャネ
ルの電力を様々な大きさの一連のステップにおいて調整する電力制御手段を有す
る無線通信システムを動作させる方法が提供され、この方法は、電力制御ステッ
プの大きさを初期に大きくし、電力がその目標値に近付くにつれて減少されるよ
う制御する。
号が反転されるとき減少される一方で、選択的な実施例では電力制御ステップの
大きさは所定の時間後に減少される。これらの実施例は、一つの状態が満たされ
たときに電力制御ステップの大きさを減少するよう組み合わされてもよい。
24294号から公知である。しかしながら、この引用におけるその使用は、電
力制御が既に確立されているが伝搬状態が迅速に変動する状況に制限される。こ
の引用は、送信における中断の始まり、又は、中断後の電力制御の迅速な収束を
得る問題に取り組まない。
ステムは、主局(BS)100と複数の従局(MS)110とを有する。BS1
00は、マイクロ制御装置(μC)102と、アンテナ手段106に接続された
送受信器手段(Tx/Rx)104と、送信された電力レベルを変更する電力制
御手段(PC)107と、PSTN又は他の好適なネットワークに接続される接
続手段108とを有する。各MS110は、マイクロ制御装置(μC)112と
、アンテナ手段116に接続された送受信器手段(Tx/Rx)114と、送信
された電力レベルを変更する電力制御手段(PC)118とを有する。BS10
0からMS110への通信は、ダウンリンク周波数チャネル122上で行なわれ
る一方で、MS110からBS100への通信は、アップリンク周波数チャネル
124上で行なわれる。
を確立するために、図2に簡略化された形態で示すスキームを使用する。このリ
ンクは、MS110がアップリンクチャネル124上で資源の要求202(RE
Q)を送信することによって始められる。BS100は、要求を受信し、利用で
きる資源を有する場合、ダウンリンクチャネル122上で肯定応答204(AC
K)を送信し、通信を確立するのに必要な情報を提供する。肯定応答204が送
られた後、2つの制御チャネル(CON)、即ち、アップリンク制御チャネル2
06及びダウンリンク制御チャネル208が確立され、アップリンクデータチャ
ネル210がMS110からBS100へのデータ送信のために確立される。幾
つかのUMTS実施例では、肯定応答204と制御及びデータチャネルの確立と
の間に追加のシグナリングがあってもよい。
ンリンク122チャネルで動作され、各電力制御ループは、内側及び外側ループ
を有する。内側ループが目標電力に適合するよう受信された電力を調整する一方
で、外側ループはサービスの要求された質(即ち、ビット誤り率)を維持する最
小レベルにまで目標電力を調整する。しかしながら、このスキームでは、送信が
制御チャネル206及び208と、データチャネル210上で始まるとき、初期
の電力レベル及び質の目標が開ループの尺度から得られ、測定が行なわれたチャ
ネルと新しく始められたチャネルとが異なる特徴を有し得るためにこの得られた
初期の電力レベル及び質の目標が、充分に正確なものでなくてもよいといった問
題を有する。このため、データチャネル210の始まりにおけるデータ送信は、
非常に低い電力レベルで送信される場合には損なわれた状態で受信され得、非常
に高い電力レベルで送信される場合には余分の干渉を発生する。
レベルを測定し、肯定応答204内でアップリンクデータ送信210の適当な電
力レベルをMS110に対して指示することである。これにより事は改善される
が、要求202とアップリンクデータ送信210の始まりとの間の時間の分離に
よって招かれる誤りがまだあってもよい。
まりが時間302だけ遅延され、この時間は、BS100によるデータ送信の充
分な受信を確実にするよう電力制御が収束されるのに充分な時間である。1つ又
は2つのフレーム分(10ms又は20ms)の遅延で充分であるが、より長い
遅延302も必要であれば可能である。制御チャネル206及び208上の余分
な制御情報の送信における追加のオーバーヘッドは、データチャネル210上で
BS100が受信するユーザデータに対する減少されたEb/No(ビット毎の
エネルギー/ノイズ密度)によって均衡がとられる。遅延302は、所定、又は
、(ダウリンク電力制御情報をモニタリングすることで収束を検出し得る)MS
110或いはBS100のいずれかによって動的に決定されてもよい。
力制御ステップの大きさは可変である。電力制御誤りが送信の始まり又は休止時
間後に最大となり得るため、最適電力制御ステップの大きさは通常の動作に使用
される電力制御ステップの大きさよりも大きくなる。
6、208、及びデータチャネル210の送信(又は、中断後のそれらの再送信
)が始まる。受信された電力と目標電力との差は、404において決定される。
次に、電力制御ステップの大きさが最小よりも大きいか否かが406において試
験される。最小よりも大きい場合、410において電力が調整される前に電力制
御ステップの大きさは408において調整される。ステップの大きさにおける変
化は決定論でもよく、又は、前の電力制御調整或いは幾つかの質の測定に基づい
てもよい。電力制御ループは404から開始して繰り返される。
又は特定な適用法でもよい)通常の動作のために設定された値に到達するまで徐
々に減少させることが好ましい。送信又は他の要因による誤りを訂正する可能性
を残すために、連続するステップの大きさの間の比が2以上でないことが好まし
い。電力制御ステップの大きさは、アップリンク124及びダウンリンク122
チャネルの夫々において変化され得る。
5、1.0、0.75、0.75、0.5、0.5、0.25である初期のシー
ケンスを考慮し、このとき、0.25dBは最小のステップの大きさである。通
常使用される0.25dBの最小の電力制御ステップの大きさを使用した場合2
.5フレーム内で訂正されることと比較して、1ms毎にこのシーケンスを電力
制御信号と使用すると、10dBまでの初期の誤りが、フレームの半分(5ms
)内で訂正され得る。ここで説明するように、ステップの大きさは対称的(即ち
、同じステップが電力の増加及び減少に対して適用可能)であるが、(例えば、
米国出願第5056109号から)常に適当ではないことが公知である。実施す
るのにより簡単である同様の例において、初期のステップの大きさ(例えば、2
dB)は、ステップの大きさが(例えば、1dBに)減少された後、所定の数の
電力制御コマンドに対して使用される。
てもよい。例えば、肯定応答204においてシグナルされた電力レベルの調整が
大きい場合、初期のステップの大きさは増加され得る。別の例としては、MS1
10がBS100に対して比較的高速を有することを他の手段によって決定する
ことができる場合、より大きいステップの大きさが適当となり得る。
な電力制御コマンドの受信前に行われ得るが、大きさ及び方向は所定又は例えば
、受信器の尺度から得られたチャネル減衰の変化の速度のような情報を用いて動
的に決定されてもよい。幾つかのチャネル状況下では、これは、機能の面で改善
され得る。このようにして電力を増加させることは、電力制御ループの状態(例
えば、電流レベル)が中断前から保持される中断後に送信を再開する場合に特に
適切である。中断は、送信における一時停止又はギャップであり、この間、1つ
以上の制御及びデータチャネルが送信又は受信されないのいずれか(若しくは両
方)であるが、BS100とMS110との間の論理的な接続は維持される。こ
の中断は、一時的な信号の損失により故意にではなく生じ得、又は、典型的にM
S110或いはBS100が送信するデータが全くないか他のチャネルを走査す
るような他の機能を実施することを望むために故意に生じられ得る。
ル減衰は、一時停止の直前のチャネル減衰と相互に関係しない。このような場合
、ギャップの後の初期の送信電力の最適値は、初期の送信電力の平均値に(シャ
ドーイングのような他のスローフェージング効果を無視すると)等しくなる。こ
れは、初期の値とチャネルの変動による最適な瞬間的な値との間の差を最小化す
る。実際に、一つの装置では、ギャップの後の送信電力は、ギャップの前のある
期間に亘る電力の重み付けされた平均から決定される。適切な平均期間は、特定
の状況に依存するが、20スロット(即ち、20の電力制御サイクル)のオーダ
でもよい。追加的なオフセット又は固定された電力調整がこの初期の電力レベル
に任意に与えられる。特定の状況に対するこのようなオフセットの最適値は経験
的に決定され得る。
マンドの重み付けされた和から決定される。この装置では、送信ギャップの後に
与えられるべき必要がある電力の変化は、(dB単位で)例えば、 ΔP(t)=Poff+K1×(ΔP(t-1)- Poff )-K2×PC(t)PS(t) から帰納的に計算され得、このとき、 ΔP(t)は、活性的に送信する間に時間tにおいて帰納的に計算された、ギャッ
プの後に与えられる電力の変化を示し、 ΔP(0)はゼロに初期化され得、 Poffは(ゼロでもよい)追加の電力オフセットであり、 K1及びK2は、好ましくは0≦K≦1であるように経験的に決定される定数で
あり、これらの値は等しくてもよい。これらの定数の値は、電力の変化を計算す
る際に使用される効果的な平均化期間を反映するよう選択され得る。
使用される前に利用できる電力制御ステップの大きさに量子化されるべきである
。
電力制御ビットの符号をステップの大きさを決定するために使用する。MS11
0が電力制御コマンドを受信し始めるとき、利用できるステップの最大の大きさ
を使用し、ステップの大きさが減少されるとき反転された符号の電力制御コマン
ドが受信されるまでこのステップの大きさを使用し続ける。ステップの大きさが
再び減少されるとき、次のステップの大きさは、電力制御コマンドの符号が反転
されるまで使用される。この処理は、ステップの最小の大きさに到達するまで続
けられる。
果を示すグラフである。このグラフは、受信された信号電力(P)がどのように
して0dBといった目標電力に対して時間(T)と変化するかをdB単位で示す
。実線は、電力制御を用いていない場合の受信された信号電力を示す。受信され
た電力における変化は、例えば、MS110の動作により得る。一点鎖線は、1
dBといった単一のステップの大きさを有する電力制御を用いた場合の受信され
た電力を示す。破線は、上記方法による電力制御を用いた際の受信された電力を
示す。
り大きいステップの大きさが使用される。受信された電力が初期の目標電力より
も低いため、全ての電力制御コマンドは電力の増加を要求し、2dBのステップ
の大きさが使用され続ける。結果的には、約6msにおいて、受信された電力が
目標電力を上回る。一旦これが生じると、電力の減少を要求するために電力制御
コマンドの符号は反転され、符号が反転されることでステップの大きさを1dB
の標準のステップの大きさに減少する効果も有する。このステップの大きさは、
その後の電力制御コマンドに対する応答において使用され続ける。
テップの大きさを用いてよりも迅速に目標に到達させることを可能にする。目標
が一旦到達されると、ステップの大きさの標準のステップの大きさへの減少は、
正確な電力制御が維持されることを可能にする。このような方法は、初期の誤り
が大きいかチャネルが効果的に取扱われるよう迅速に変化される場合、並びに、
収束が速く実現される場合を可能にする。
5と同じ例を示す図であるが、破線は3つのステップの大きさ4dB、2dB、
及び、1dBが利用可能である電力制御の使用を用いた場合の受信された電力を
示す。初期に4dBのステップの大きさが使用され、結果として電力は前例より
も迅速に目標に到達する。電力の減少を要求するために電力制御コマンドの符号
が反転されるとき、ステップの大きさは2dBに減少される。電力の増加を要求
するために電力制御コマンドが再び反転されるとき、ステップの大きさは1dB
といった標準のステップの大きさに減少され、このステップの大きさで維持され
る。
け大きいステップの大きさを使用し続けることであり、これは、全ての行き過ぎ
量を訂正することを助け得る。しかしながら、これは、方法の平均機能に対して
主な影響を与えない。
使用され得る。
、ダンウンリンクチャネル122上又は双方向送信にも同等に適用可能である。
トラム拡散符号分割多重アクセス方式(CDMA)技法を用いて説明された。し
かしながら、本発明はCDMAシステムにおける使用に限定されるものではない
ことが理解されるべきである。同様にして、本発明の実施例が周波数分割デュプ
レックスを仮定して説明されたが、本発明は、このようなシステムにおける使用
に限定されるものではない。本発明は、他のデュプレックス方法、例えば、時分
割デュプレックス(このようなシステムにおける電力制御率は送信バースト毎に
一回と通常制限されるが)にも適用され得る。
うな変形は無線通信システムにおいて公知である特性及び構成素子を含んでもよ
く、本発明に説明された特性の代替として、又は追加して使用されるであろう。
が複数存在することを排除するわけではない。更に「含む」という単語は、他の
構成素子又はリストされたステップの存在を排除するわけではない。
である。
である。
ャートである。
(P)対msで表わされる時間(T)のグラフであり、実線は電力制御が全くな
い場合の結果を示し、一点鎖線は単一のステップの大きさを有する電力制御を用
いた場合の結果を示し、破線は2つのステップの大きさを有する電力制御を用い
た場合の結果を示す図である。
(P)対msで表わされる時間(T)のグラフであり、実線は電力制御が全くな
い場合の結果を示し、一点鎖線は単一のステップの大きさを有する電力制御を用
いた場合の結果を示し、破線は3つのステップの大きさを有する電力制御を用い
た場合の結果を示す図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 主局及び複数の従局を有し、 上記主局と上記従局の間に通信チャネルが設けられ、 上記通信チャネルには、制御情報を送信するアップリンク及びダウンリンク制
御チャネル、並びに、データを送信するデータチャネルが含まれる無線通信シス
テムであって、 上記制御チャネル及び上記データチャネルの電力を様々な大きさの一連のステ
ップで調整する電力制御手段が設けられ、 電力制御ステップの上記大きさは、初期に大きく、上記電力がその目標値に近
付くにつれて減少される無線通信システム。 - 【請求項2】 電力制御コマンドの符号が反転されるとき、上記電力制御ス
テップの大きさを減少させる手段が設けられていることを特徴とする請求項1記
載のシステム。 - 【請求項3】 所定の時間後に上記電力制御ステップの大きさを減少させる
手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のシステム。 - 【請求項4】 従局との間に通信チャネルが設けられ、 上記通信チャネルには制御情報を送信するアップリンク及びダウンリンク制御
チャネル、並びに、データを送信するデータチャネルが含まれる無線通信システ
ムにおいて使用される主局であって、 上記制御チャネル及び上記データチャネルの電力を様々な大きさの一連のステ
ップで調整する電力制御手段が設けられ、 電力制御ステップの上記大きさは、初期に大きく、上記電力がその目標値に近
付くにつれて減少される主局。 - 【請求項5】 電力制御コマンドの符号が反転されるとき、上記電力制御ス
テップの大きさを減少させる手段が設けられていることを特徴とする請求項4記
載のシステム。 - 【請求項6】 所定の時間後に上記電力制御ステップの大きさを減少させる
手段が設けられていることを特徴とする請求項4又は5記載のシステム。 - 【請求項7】 主局との間に通信チャネルが設けられ、 上記通信チャネルには制御情報を送信するアップリンク及びダウンリンク制御
チャネル、並びに、データを送信するデータチャネルが含まれる無線通信システ
ムにおいて使用される従局であって、 上記制御チャネル及び上記データチャネルの電力を様々な大きさの一連のステ
ップで調整する電力制御手段が設けられ、 電力制御ステップの上記大きさは、初期に大きく、上記電力がその目標値に近
付くにつれて減少される従局。 - 【請求項8】 信号電力測定手段が設けられ、 上記電力制御手段は、上記測定された信号電力に応答して上記電力制御ステッ
プの大きさを調整することを特徴とする請求項7記載の従局。 - 【請求項9】 上記電力制御ステップの大きさの所定のシーケンスを記憶し
、上記所定のシーケンスのうち一つを選択する手段が設けられていることを特徴
とする請求項7又は8記載の従局。 - 【請求項10】 電力制御コマンドの符号が反転されるとき、上記電力制御
ステップの大きさを減少させる手段が設けられていることを特徴とする請求項7
乃至9のうちいずれか一項記載の従局。 - 【請求項11】 所定の時間後に上記電力制御ステップの大きさを減少させ
る手段が設けられていることを特徴とする請求項7乃至10のうちいずれか一項
記載の従局。 - 【請求項12】 主局及び複数の従局を有し、 上記主局と上記従局の間に通信チャネルが設けられ、 上記通信チャネルには、制御信号を送信するアップリンク及びダウンリンク制
御チャネル、並びに、データを送信するデータチャネルが含まれ、 少なくとも一つの上記主局及び上記従局は、上記制御チャネル及び上記データ
チャネルの電力を様々な大きさの一連のステップで調整する電力制御手段を有す
る無線通信システムを動作する方法であって、 上記電力制御ステップの大きさを初期に大きくし上記電力がその目標値に近付
くにつれて減少させるよう制御する方法。 - 【請求項13】 電力制御コマンドの符号が反転されるとき、上記電力制御
ステップの大きさを減少させることを特徴とする請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 所定の時間後に上記電力制御ステップの大きさを減少させ
ることを特徴とする請求項12又は13記載の方法。
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